CN104043859A - 汽轮机转子多级轮盘上小间距轴向锥销孔的加工方法 - Google Patents

汽轮机转子多级轮盘上小间距轴向锥销孔的加工方法 Download PDF

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Abstract

一种汽轮机转子多级轮盘上小间距轴向锥销孔的加工方法，包括以下步骤：步骤1.确定锥销孔中台阶底孔各级深度及大小；步骤2.根据各级台阶底孔的深度和大小改制钻头；步骤3.使用钻头I在待加工位置进行钻孔，深度为第一台阶底孔深度尺寸；步骤4.记下钻头I中心所在的径向位置坐标，然后通过退刀取出钻头I；步骤5.改装钻头II，以前面记录下的径向坐标进刀，保证前后两次钻头旋转中心重合，按图纸要求进行钻孔至穿；步骤6.取出钻头II(10)后，选择长度合适的铰刀和进给工具进行锥销孔锥度的手工铰制。本发明解决了汽轮机转子部件加工过程中，因两轮盘间距过小，导致轮盘上的锥孔无法加工的问题。

Description

汽轮机转子多级轮盘上小间距轴向锥销孔的加工方法
技术领域
本发明涉及一种汽轮机零部件加工方法，特别涉及一种汽轮机转子多级轮盘上小间距轴向锥销孔的加工方法。 
背景技术
如图1所示，汽轮机转子主要由主轴1、叶片2、锥销3、轮盘4组成。安装时，在叶片2装入轮盘槽后，用锥销3将叶片2和轮盘4锁紧固定，防止叶片松动和脱落。为了保证叶片与轮盘锁紧固定，保证安全性，在轮盘与叶片的锥销孔加工过程中，需要先将叶片装入轮盘槽中，然后从同一方向将锥销孔一次加工成型，以保证锥销孔与锥销有较高贴合度。由于锥销孔的位置在轮盘端面，在锥销孔加工过程中，无法使用钻床直接加工，一般使用转向动力头及合适的锥度钻头完成对锥销孔的加工。 
在以往的锥销孔加工过程中，由于两级带叶片轮盘的间距较大，直接使用转向动力头和合适的锥度钻头，一次粗加工完成；或者通过钻孔后人工再手动铰制，完成锥销孔的加工。而现有的汽轮机转子结构与以往常规汽轮机转子结构相似，均由主轴、叶片、锥孔、转盘组成，区别是相邻两级轮盘的间距大为缩小，已接近锥销孔长度，因此，没有动力源安装的空间，无法直接使用机床配备的转向动力头的方法钻孔，并且相邻两级轮盘锥度销孔是对称错位180度，不能在一次装夹零件过程中完成，对于这种小间距轮盘的锥销孔加工一直没有较合理的方法，更无精度及效率可言。 
发明内容
针对现有技术中，汽轮机转子相邻两级轮盘的间距变小，没有正常钻削安放动力源的空间，无法直接使用机床配备的转向动力头直接实现钻孔的技术问题，本发明提供一种汽轮机转子多级轮盘上小间距轴向锥销孔的加工方法，该方法通过计算，改制钻头，使其易于安放置相邻两级转盘之间，采用两次钻削的方法，实现锥销孔的加工。 
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案： 
一种汽轮机转子多级轮盘上小间距轴向锥销孔的加工方法，该方法包括以下步骤： 
步骤1.已知锥销孔的长度L、小头直径大头直径方向单边加工余量A1、小头直径方向单边加工余量A2、以及锥销孔锥度角α的大小，根据 确定第二台阶底孔的深度L2，根据L1=L-L2确定第一台阶底孔的深度L1； 
步骤2.第二台阶底孔的深度L2即为钻头II的刃口长度，L2加上刀具夹持长度确定钻头II的总长度，钻头II的直径为根据和L2选择钻头II并进行改制，使其总长度小于等于两个轮盘之间的最小间距并大于锥销孔长度L，以满足安装和加工要求； 
第一台阶底孔的深度L1即为钻头I的刃口长度，L1加上刀具夹持长度确定钻头I的总长度，钻头I的直径为 根据和L1选择钻头I并进行改制，使其总长度小于两个轮盘之间的最小间距，以满足安装要求； 
步骤3.将钻头I安装在转向动力头上，将汽轮机转子固定后在待加工位 置进行钻孔，钻孔深度为第一台阶底孔的深度尺寸L1； 
步骤4.记下钻头I中心所在的径向位置坐标，然后退刀取出钻头I； 
步骤5.将钻头II装入钻头I加工后的第一台阶底孔中，移动转向动力头至步骤4中记录下的径向坐标处，将钻头II装入转向动力头内，装好钻头II后禁止在径向方向上进退刀，以保证前后两次钻头旋转中心重合，按图纸要求进行轴向进刀钻孔至穿； 
步骤6.退刀取出钻头II后，根据锥销孔的长度L选择长度合适的标准锥度铰刀和进给工具进行锥销孔锥度的手工铰制，保证粗糙度及所要求尺寸。 
优选的，步骤6中，所述进给工具包括进给体、进给套、扳手，所述进给套装在进给体上，并通过螺纹连接；铰刀尾部设置在进给套一端的孔内，在锥销孔锥度的铰制过程中，通过扳手扳动进给套和铰刀，实现对锥销孔锥度的铰制。 
本发明的有益技术效果是：本发明解决了汽轮机转子部件加工过程中，因两轮盘间距过小，导致轮盘上的锥孔无法采用机加，只能靠人工手动无保障加工的技术问题，通过该方法对锥销孔加工能完全达到图纸要求的粗糙度及尺寸要求，大大提高了加工效率和加工精度；所使用工具、刀具简单易制，操作技术要求较低，加工风险低。 
附图说明
图1为汽轮机转子结构示意图； 
图2为锥销孔与台阶底孔示意图； 
图3为钻头I加工初始状态图； 
图4为钻头I加工结束状态图； 
图5为钻头II安装状态示意图； 
图6为钻头II加工结束状态图； 
图7为进给工具结构示意图； 
图8为扳手结构示意图。 
附图标记 
1.主轴            2.叶片          3.锥销 
4.轮盘            5.锥销孔        6.第一阶梯底孔 
7.第二阶梯底孔    8.转向动力头    9.钻头I 
10 钻头II         11.进给体       12.进给套 
13.扳手 
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。 
如图1所示，汽轮机转子包括主轴1、叶片2、锥销3、轮盘4，所述主轴1上设置间距不等的轮盘4，叶片2通过锥销3固定设置在轮盘4上。由于目前汽轮机转子轮盘间的间距大大减小，锥销孔5的长度较为接近相邻两个轮盘4的间距，在轮盘4上轴向锥销孔5加工过程中，本发明通过改制钻头，使其易于安放置相邻两级转盘4之间，采用两次钻削的方法，实现锥销孔5的加工。 
本发明的具体加工方法包括以下步骤： 
步骤1.已知锥销孔5的长度L、锥销孔小头直径大头直径方向单边加工余量A1、小头直径方向单边加工余量A2、以及锥销孔5的锥度角α的大小，根据确定第二台阶底孔7的深度L2，根据L1=L-L2确定第一台阶 底孔6的深度L1； 
在本实施例中，相邻两轮盘4之间的间距最小值为66mm，锥销孔5的长度L为57mm，小头直径为10mm，小头直径方向单边加工余量A2为0.14mm，大头直径方向单边加工余量A1为0.065mm，锥度角α为34′，根据公式计算出第二台阶底孔7深度L2=27.5mm，第一台阶底孔6深度L1=L-L2=29.5mm。 
步骤2.第二台阶底孔7的深度L2即为钻头II10的刃口长度，L2加上刀具夹持长度确定钻头II10的总长度，钻头II10的直径为根据和L2选择钻头II10并进行改制，使其总长度小于等于两个轮盘4之间的最小间距并大于锥销孔5的长度L，以满足安装和加工要求； 
第一台阶底孔6的深度L1即为钻头I9的刃口长度，L1加上刀具夹持长度确定钻头I9的总长度，钻头I9的直径为 根据和L1选择钻头I9并进行改制，使其总长度小于两个轮盘4之间的最小间距，以满足安装要求； 
在本实施例中，钻头II10的直径钻头II10的刃口长度L2=27.5mm，考虑到两个轮盘之间的间距最小值为66mm，确定钻头II10的总长度为66mm，可以满足安装的要求；并且钻头II10的总长度大于锥销孔5的长度57mm，满足加工的要求；根据和L2选择钻头II10并进行改制，使其总长度为66mm。 
钻头I9的直径为 钻头I9的刃口长度L1=29.5mm,由于钻头的夹持长度一般大于10mm，本实施例优选夹持长度为18.5mm，因此得出钻头I9的总长度为29.5+18.5=48mm，小于两个轮盘4之间的最小间距，满足安装要求。 
步骤3.使用钻头I9在待加工位置进行钻孔，钻孔深度为第一台阶底孔6的深度尺寸L1； 
步骤4.记下钻头I9中心所在的径向位置坐标，然后通过退刀取出钻头I9； 
步骤5.将钻头II10装入钻头I9加工后的第一台阶底孔6中，移动转向动力头8至步骤4中记录下的径向坐标处，将钻头II10装入转向动力头8内，装好钻头II10，保证前后两次钻头旋转中心重合后，按图纸要求进行钻孔至穿； 
步骤6.取出钻头II10后，根据锥销孔5长度L选择长度合适的标准锥度铰刀和进给工具进行锥销孔5锥度的手工铰制，保证粗糙度及所要求尺寸。 
如图7和图8所示，在本实施例中，步骤6中所述的进给工具包括进给体11、进给套12、扳手13，所述进给套12套装在进给体11上，并通过螺纹连接；铰刀尾部设置在进给套12一端的孔内，在锥销孔5锥度的铰制过程中，通过扳手13扳动进给套12和铰刀，实现对锥销孔5锥度的铰制。 
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (2)

1.一种汽轮机转子多级轮盘上小间距轴向锥销孔的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.已知锥销孔（5）的长度L、小头直径大头直径方向单边加工余量A1、小头直径方向单边加工余量A2、以及锥销孔（5）锥度角α的大小，根据确定第二台阶底孔（7）的深度L2，根据L1=L-L2确定第一台阶底孔（6）的深度L1；
步骤2.第二台阶底孔（7）的深度L2即为钻头II(10)的刃口长度，L2加上刀具夹持长度确定钻头II(10)的总长度，钻头II(10)的直径为根据和L2选择钻头II(10)并进行改制，使其总长度小于等于两个轮盘(4)之间的最小间距并大于锥销孔(5)长度L，以满足安装和加工要求；
第一台阶底孔(6)的深度L1即为钻头I(9)的刃口长度，L1加上刀具夹持长度确定钻头I(9)的总长度，钻头I(9)的直径为 根据和L1选择钻头I(9)并进行改制，使其总长度小于两个轮盘(4)之间的最小间距，以满足安装要求；
步骤3.将钻头I(9)安装在转向动力头(8)上，将汽轮机转子固定后在待加工位置进行钻孔，钻孔深度为第一台阶底孔(6)的深度尺寸L1；
步骤4.记下钻头I(9)中心所在的径向位置坐标，然后退刀取出钻头I(9)；
步骤5.将钻头II(10)装入钻头I(9)加工后的第一台阶底孔（6）中，移动转向动力头(8)至步骤4中记录下的径向坐标处，将钻头II(10)装入转向动力头(8)内，装好钻头II(10)后禁止在径向方向上进退刀，以保证前后两次钻头旋转中心重合，按图纸要求进行轴向进刀钻孔至穿；
步骤6.退刀取出钻头II(10)后，根据锥销孔(5)的长度L选择长度合适的标准锥度铰刀和进给工具进行锥销孔(5)锥度的手工铰制，保证粗糙度及所要求尺寸。
2.根据权利要求1所述的汽轮机转子多级轮盘上小间距轴向锥销孔的加工方法，其特征在于：步骤6中，所述进给工具包括进给体(11)、进给套(12)、扳手(13)，所述进给套(12)套装在进给体(11)上，并通过螺纹连接；铰刀尾部设置在进给套(12)一端的孔内，在锥销孔(5)锥度的铰制过程中，通过扳手（13）扳动进给套（12）和铰刀，实现对锥销孔（5）锥度的铰制。
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